基于氧化石墨烯构建新型荧光生物传感器用于DNA检测

以氧化石墨烯作为荧光猝灭基底,羧基荧光素标记的DNA探针作为识别元件,设计了一种用于检测单链DNA的新型荧光生物传感器,通过测定荧光探针分子和目标DNA作用前后体系的荧光强度变化实现特定序列单链DNA的定量检测.在该方法中,荧光强度恢复值与目标DNA浓度在20～1 000 pM范围呈线性关系,检测限为0.11 pM.该方法灵敏度高,操作简单,在生物分子检测及疾病早期诊断中具有较大的应用前景.     

氧化石墨烯对DNA荧光分子探针FRET效应的研究

研究了氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应的影响.研究表明,氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应都有着重要的影响.氧化石墨烯浓度越大,其对DNA分子探针的荧光猝灭效率越高;氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度越高,淬灭效率越高;DNA链越长,氧化石墨烯淬灭的效率越低.因此,氧化石墨烯的浓度、氧化石墨烯与DNA分子荧光探针的反应温度、DNA链长度对FRET效应都应该是设计生物传感器时考虑的因素.     

磁性富集荧光法检测大肠杆菌

为研究大肠杆菌的高灵敏快速检测方法,建立一种基于萘酰亚胺标记的DNA探针和磁性四氧化三铁氧化石墨烯分离的大肠杆菌O157:H7检测方法。将标记萘酰亚胺的ssDNA(单链DNA)作为捕获探针吸附在磁性氧化石墨烯表面,当目标ssDNA存在时,捕获探针与之部分杂交,利用磁场将目标ssDNA捕获并富集。然后加入释放探针完成杂交,使标记荧光的捕获探针从磁性氧化石墨烯的表面释放出来,通过测定溶液荧光强度可以实现大肠杆菌O157:H7的高灵敏检测。实验结果表明:在一定条件下,O157:H7数量的对数值和荧光强度与空白值荧光强度的比值(F/F_0)呈线性关系,线性范围为150~1.5×10~6个/m L,经过富集后检出限可达100个/m L。该方法灵敏度高,检出限低,耗时较短,操作简单,为致病菌的高灵敏检测提供新思路。     

通过DNA聚合剪切放大体系提高RNA的检测灵敏度

基于循环的DNA剪切循环放大分子机器构建了一个RNA传感器。该分子机器以RNA为输入,产生大量的DNA片段,并替换报告探针上的荧光DNA从而产生荧光信号,实现对靶RNA浓度的放大检测。本分子机器分为两部分,反应部分和报告部分。在反应部分,以靶RNA为输入条件,以一个特殊设计的探针为反应模板引发一个自发连续的DNA聚合-剪切反应网络,重复产生大量信号DNA链;这些信号DNA链进入报告部分,通过杂交替换反应从一个报告探针上替换下带有荧光DNA序列,释放到溶液中。这样通过剪切产生的大量DNA适体序列被释放到溶液中,并替换报告探针上的荧光DNA,实现信号的放大。     

基于PFP荧光共振能量转移原理检测氧化损伤DNA

提出一种基于水溶性共轭聚合物PFP荧光共振能量转移原理检测氧化损伤DNA的方法。通过加入DNA修复酶来识别并切除被氧化的DNA碱基,获得含磷酸基团核苷酸空隙的DNA,再通过羟基引入荧光标记物,加入PFP后可得到PFPDNA复合物,通过荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)进行氧化损伤DNA的检测。对方法的影响因素进行了考查和优化,包括PFP的浓度、DNA修复酶的种类、DNA聚合酶I的用量以及芬顿反应的时间等。研究表明,基于PFP荧光共振能量转移原理检测氧化损伤DNA方法具有灵敏度高和特异性强的优势,可确保检测的准确性,对老年疾病的预防医学具有很好的应用前景。     

基于金纳米粒子/石墨烯修饰电极的电化学DNA阻抗传感器的制备

报道了一种基于金纳米粒子/石墨烯修饰玻碳电极的电化学DNA阻抗传感器.首先在玻碳电极表面修饰一层石墨烯,然后通过电化学方法在石墨烯表面沉积一层金纳米粒子,探针DNA(含巯基)通过金硫键连接在金纳米粒子表面.电化学阻抗技术用于DNA传感器的组装表征及其特殊序列DNA的检测.在最佳的实验条件下,传感器响应信号与互补靶DNA浓度的对数在1.0×10-12-1.0×10-7M呈良好线性关系,其线性回归方程:ΔRct(Ω)=1526.6+109.9lgC,相关系数R为0.9970,检出限为3.5×10-13M(S/N=3).此外,该传感器具有良好的选择性,它能识别单碱基错配序列的靶DNA.     

基于DNA桥连氧化石墨烯的Fpg荧光检测

甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)可特异性识别并切除由鸟嘌呤损伤产生的8-oxoG碱基以修复DNA序列，因此对Fpg进行定量检测可以反映鸟嘌呤受损程度，为污染物毒性效应评价提供技术手段.基于不同长度的DNA桥连氧化石墨烯(GO)强度不同的原理，以及GO优异的荧光淬灭能力，构建了DNA桥连GO基荧光传感器.该传感器在不同浓度Fpg下，特异性识别和切除8-oxoG碱基，产生短链DNA,其上修饰的荧光基团不能被GO有效淬灭，因而产生荧光信号.该荧光信号与Fpg浓度在一定范围内呈线性关系，可实现Fpg的定量检测，检测的线性范围为0～0.4 U/mL,检出限为0.014 U/mL,并表现出良好的特异性识别能力.采用加标回收法对稀释后胎牛血清中的Fpg进行了检测，回收率为93.5%～111%.其为Fpg快速检测提供了可行的方法，为DNA鸟嘌呤损伤评价提供了一种有效的技术手段.     

电化学还原石墨烯用于水合肼的电催化氧化及检测

采用电化学还原技术制备了还原石墨烯.采用扫描电镜、Raman光谱、AFM等技术表征了石墨烯的形貌和结构特征.采用电化学测试技术研究了还原石墨烯修饰电极的电化学性能及对水合肼(N_2H_4·H_2O)的电催化氧化活性.结果表明,该石墨烯电极材料具有优异的电子传导性能.与裸玻碳电极相比,石墨烯修饰电极对水合肼表现出优异的电催化氧化活性.在最佳的实验条件下,将该石墨烯修饰电极用于水合肼的灵敏检测.在1×10~(-5)~1×10~(-4) mol/L范围内,氧化峰电流与水合肼的浓度呈良好的线性关系.该石墨烯修饰电极材料有望用于环境中水合肼等有机小分子的灵敏检测.     

基于点击化学的炔雌醇荧光传感器

炔雌醇是一种环境干扰物,高浓度的炔雌醇会对环境、生物等造成一定的伤害.根据Cu(I)可以催化炔雌醇与带叠氮基团的叠氮香豆素之间的点击化学反应(Cu AAC反应),生成具有1,2,3–三唑五元环的大分子结构化合物.由于整个分子中共轭结构的增加,使得反应后体系的荧光信号增强.通过检测反应前后荧光信号的变化,可以实现对炔雌醇的高灵敏检测.在最佳条件下,传感器的相对荧光强度与炔雌醇的质量浓度在0.1~2.5μg·L-1范围内具有良好的线性关系,检测限为0.05μg·L-1.     

基于G四联体的检测汞和铅的适配体传感器

汞和铅污染对人体健康和生态环境造成严重危害.基于汞离子和铅离子诱导G四联体构型改变,建立了一种简单、快速、灵敏的传感器以定量检测汞和铅.通过优化荧光染料浓度、反应时间进一步优化体系检测灵敏度.在最佳实验条件下,适配体对Hg2+的检出限为1.57 μM,荧光信号比与Hg2+浓度在0.5～4.0 μM范围内呈现良好的线性关...     

基于石墨烯/铂纳米颗粒复合材料的过氧化氢无酶传感器的研制

提出了一种新的过氧化氢电化学传感器的制备方法.通过Hummer法氧化天然石墨粉制得氧化石墨,在蒸馏水中利用超声分散将氧化石墨剥片,从而合成了氧化石墨烯(GO).将氧化石墨烯修饰到电极上后通过电沉积法在氧化石墨烯上沉积Pt纳米颗粒制得复合材料.利用其对过氧化氢的直接催化还原作用,研制了无酶过氧化氢传感器,实现对过氧化氢的灵敏测定,其响应电流与过氧化氢的浓度在4.00×10-5 mol/L～6.11×10-3 mol/L范围内呈线性关系,研究了各种实验条件对过氧化氢传感器性能的影响.该传感器制作简单,使用寿命长.     

基于聚乙烯亚胺功能化石墨烯的高灵敏电化学阻抗传感方法用于血清中mircoRNA-155检测

建立血清中癌症标志物microRNA-155的高灵敏电化学检测方法.采用一步法制备了聚乙烯亚胺功能化的石墨烯,通过静电相互作用制备了金纳米粒子功能化的石墨烯复合物.将该复合物用作电极基底材料,基于金纳米粒子与DNA捕获探针上的SH基团之间形成的强烈的S-Au键可将DNA捕获探针固定到电极表面.通过DNA捕获探针对microRNA-155的特异性识别作用可特异性地捕获待测样品中的microRNA-155分子.利用生物分子对电极表面电子传递的阻碍作用,从而实现对microRNA-155分子的电化学阻抗传感器的构建.在最优条件下,该传感器的阻抗值与microRNA-155的浓度的对数值在1～1 000 nmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为0. 51 nmol/L(S/N=3),可实现实际血清样品中的microRNA-155的灵敏快速检测.     

荧光定量PCR技术及其在动物病毒病定量检测中的应用

荧光定量PCR技术是一种核酸定量技术,该技术在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法.该技术具有特异性强、灵敏度高、重复性好、定量准确、速度快、全封闭反应等特点,因此在动物病毒病的检测中,荧光定量PCR技术不但能定量检测病原体感染的强弱和在机体内的分布,还具有灵敏、快速、省力的特点.     

以G-三链体/硫黄素T为探针非标记荧光法检测DNA

为了获得一种简单、灵敏、低成本的DNA检测方法,提出了一种非标记荧光定量检测DNA的方法。信号探针（Signal DNA）和封闭探针（Block DNA）通过部分杂交形成双链DNA结构。所形成的双链DNA结构与靶标DNA作用,释放出一段富G的DNA序列;此富G的DNA序列可形成G-三链体（G-triplex,G3）,可结合硫黄素T(ThT)形成G3/ThT复合物,产生强的荧光信号。通过测定体系中荧光的强度,实现对目标DNA的定量检测,检出限为21 nmol/L。该方法不需要标记荧光染料,成本低,操作简单,灵敏高,在DNA定量检测领域有良好的应用前景。     

CdTe量子点—钌配合物—DNA适配体探针检测血小板衍生生长因子

血小板衍生生长因子(PDGF-BB)是一种可用于肿瘤早期诊疗的肿瘤标志物,有必要发展新的方法用于PDGF的高灵敏、高选择性检测.本文采用基于巯基丙酸(MPA)修饰的CdTe量子点和钌配合物的适配体探针,建立了一种荧光检测PDGF-BB的方法.在优化条件下,利用适配体与PDGF-BB的特异性结合,该探针可实现对PDGF-BB的荧光检测.探针荧光强度与PDGF-BB浓度的线性范围为6～20 nmol/L,检测限为1.26 nmol/L.该方法为量子点—钌配合物—适配体复合体系用于生物活性分子的定量检测提供了新途径.     

天冬氨酸-邻二氮菲-Cu(Ⅱ)配合物与DNA相互作用及其对DNA的降解

利用循环伏安法研究天冬氨酸-邻二氮菲-Cu(Ⅱ)配合物([Cu(Phen)(Asp)]2+)与脱氧核糖核酸(DNA)之间的相互作用.结果表明,在pH6.8的磷酸盐缓冲溶液中,配合物[Cu(Phen) (Asp)]2+产生一对灵敏的氧化还原峰,峰电流随DNA浓度的增大而逐渐降低.在最佳实验条件下,测定线性范围为0.02-10.05 μg/mL,检出限为0.002 μg/mL,且研究该配合物存在条件下对DNA的电化学诱导降解.     

荧光猝灭法检测焦性没食子酸的实验研究

通过简单的高温热解柠檬酸方法制备具有荧光性质的石墨烯,实验发现以辣根过氧化物酶作为催化剂催化焦性没食子酸发生反应为前提,利用石墨烯荧光特性的变化,从而对焦性没食子酸进行定量测定。在pH 7.8的磷酸盐缓冲溶液中,焦性没食子酸在催化酶的作用下发生反应生成有色物质醌,该物质可以迅速使石墨烯的荧光强度发生猝灭现象。据此设计焦性没食子酸荧光猝灭检测法。实验发现随着焦性没食子酸量的不断加入,荧光猝灭现象逐渐增大,并呈现良好的线性。本实验利用新型纳米材料结合荧光法实现了对水样中焦性没食子酸简便、快速地检测。     

电化学法检测细胞中的尿酸和嘌呤

研究氧化石墨烯量子点/多壁碳纳米管/丝网印刷电极(GOQDs/MWCNTs/SPCE*)对V79细胞的最佳检测条件.富集电位为0 V、富集时间为240 s、pH为7.4时尿酸和嘌呤标准品混合溶液的电化学信号最佳.该电极实现了对V79细胞中尿酸、黄/鸟嘌呤、腺嘌呤和次黄嘌呤的检测,为生物样品中生物分子的灵敏快速检测提供新的技术方法.     

反应条件对水合肼还原氧化石墨烯表面官能团还原效率的影响

石墨烯因具有特殊的纳米结构和优异的性能而成为当前的研究热点.实验综合考虑了氧化石墨烯与水合肼的质量配比、反应时间、反应温度和pH值四个因素,采用四因素三水平正交试验系统研究了反应条件对氧化石墨烯各基团还原效率的影响机制.傅里叶红外光谱和透射电子显微镜的结果表明:通过改变反应条件,氧化石墨烯中的主要官能团如羟基、羰基和环氧基均可得到不同程度的还原.进一步利用FT-IR图谱分析软件,采用基线法计算分析表明:(1)氧化石墨烯与水合肼的质量配比是影响还原程度的最主要因素;(2)还原羧基的最佳条件为氧化石墨烯与水合肼质量配比10∶9、反应时间80 min、反应温度100℃、pH值7;还原羟基与环氧基的最佳实验条件相同,均为氧化石墨烯与水合肼质量配比10∶8、反应时间80 min、反应温度100℃、pH值8;(3)可以通过控制反应条件达到采用水合肼选择性还原石墨烯表面羟基、环氧基及羧基的目的.研究结果将为研究化学还原氧化石墨烯机理及制备高性能石墨烯奠定基础.     

聚耐尔蓝/氧化石墨烯光电极对NADH的光致电化学响应

在氧化石墨烯修饰的ITO电极上,通过电聚合光敏材料耐尔蓝,构建了具有电子受体功能的光电极.该光电极能与电子供体NADH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)产生光致电化学反应,通过测量反应产生的光电流实现了对NADH的检测.探讨了光致电化学响应机理,研究了氧化石墨烯固定量和耐尔蓝初始浓度对光电极性能的影响.在优化了电解质溶液pH和偏压的测试条件下,该光电极对NADH的响应范围为0.01~80.0μmol/L,检出限为7.0nmol/L,相对标准偏差小于2.73%.该光电极的制备和对NADH的检测不需要除氧,有经济、简便等优点.